Таблица - Тенденции антропогенных изменений общебиосферных функций почвенной оболочки
Среда обитания организмов суши | Фактор дифференциации географической оболочки и биосферы | Связующее звено биологического и геологического круговоротов | Фактор биологической эволюции |
Глобальное ухудшение почвенных условий жизни организмов суши и общее сокращение жизненного пространства. Снижение разнообразия естественных поч-венноэкологических ниш. Появление новых антропогенно обусловленных почвенно-эко-логических ниш | Уменьшение дифференцирующего влияния почвенного покрова. Появление антропогенно обусловленных аномалий в зональной структуре географической оболочки. Исчезновение ряда естественных растительных зон в сязи с освоением почвенного покрова. Появление новых зонально-региональных образований | Ослабление вклада почвы в поддержание биологического круговорота. Усиленное вовлечение почвенного материала в геологический круговорот. Изменение исторически сложившегося соотношения биологического и геологического круговоротов | Ослабление вклада почвы в прогрессивную эволюцию видов. Исчезновение редких видов организмов в связи с антропогенной деградацией необходимых почвенных местообитаний. Уменьшение генофонда наземных популяций в связи с ухудшением почвенных условий жизни организмов. Появление новых форм(?) организмов в связи с антропогенным изменением почвенной среды обитания |
ЛЕКЦИЯ №6. Биогеоценотические функции почвы.
1. Почва – механическая опора и среда разной плотности сложения и связности, где распространяется их корневая система.
2. Почва - среда обитания живых организмов и хранилище семян и других зачатков жизни (цисты, споры, коконы).
3. Функция непосредственного источника и запасного фонда элементов питания, энергии и влаги.
4. Физиологическая (активаторно-ингибиторная) и санитарно-защитная функции
5. Сорбционная и информационная функции.
Почва – механическая опора и среда разной плотности сложения и связности, где распространяется их корневая система.
В любом сформировавшемся биогеоценозе почвенный покров играет чрезвычайно важную роль, поскольку выполняет разнообразные функции, без реализации которых не может быть обеспечено устойчивое функционирование конкретного биоценоза.
Благодаря своим свойствам почвенный покров является средой обитания или жизненным пространством для многочисленных видов наземных организмов.
Эта функция в основном связана с физическими параметрами почвы – гранулометрическим составом, плотностью сложения, структурой. Их количественные показатели определяют характер организации почвенной массы, особенности водно-воздушного и теплового режимов и условия для жизнедеятельности организмов. Отношение различных видов организмов к физическим условиям почвенной среды существенно различается.
Для растений почва – механическая опора и среда разной плотности сложения и связности, где распространяется их корневая система. Такой же средой почва является и для макрофауны, либо обитающей в почве, либо устраивающей там свои жилища. Для мезофауны – это система пор и полостей, заполненных воздухом и почвенным раствором. По отношению к микроорганизмам почва представляет собой систему множества макро - и мезосред обитания с очень различными условиями.
Почва - среда обитания живых организмов и хранилище семян и других зачатков жизни (цисты, споры, коконы).
Почва является не только средой обитания живых организмов, но также хранилищем семян и других зачатков (цисты, споры, коконы). Семена некоторых видов растений могут сохраняться в почве в жизнеспособном состоянии многие десятки, а возможно даже сотни лет. С этим, в частности, связано быстрое зарастание вырубок при отсутствии значительного привноса семян со стороны.
Считается, что способность организмов и их зачатков сохраняться в течении долгого времени является одним из типов адаптации к окружающей среде - пассивной адаптации. Так, если жизненный цикл однолетних растений не превышает одного года, то в виде семян в состоянии ксеробиоза они могут сохраняться десятки и сотни лет. Сотни и даже тысячи лет в состоянии криоанабиоза сохраняются в вечномерзлотных почвогрунтах споры микроорганизмов.
Функция непосредственного источника и запасного фонда элементов питания, энергии и влаги.
Важнейшая функция почвы в биогеоценозе – функция непосредственного источника и запасного фонда элементов питания, энергии и влаги.
В питании растений и создании биомассы главная роль принадлежит легкодоступному фонду питательных веществ. Он формируется за счет элементов, находящихся в растворенном и обменном состоянии, а также в составе легкоразлагаемого органического вещества, являющегося одновременно и легкодоступным источником энергии для биохимических процессов.
Наряду с этим значительная часть элементов минерального питания довольно прочно закреплена твердой фазой почвы в составе разнообразных аморфных и кристаллических соединений минеральной природы и консервативного органического вещества. Они, а также подвижные соединения, находящиеся в глубоких горизонтах почвы, формируют запасной фонд энергетического материала и элементов минерального питания. Именно этот фонд обеспечивает жизнедеятельность организмов при израсходовании наиболее легкодоступных питательных и энергетических запасов и является важнейшим фактором почвенного плодородия.
Физиологическая (активаторно-ингибиторная) и санитарно-защитная функции
В почве содержится широкий спектр соединений, являющихся метаболитами растений, микроорганизмов, животных и продуктами гумификации органических остатков: белки, витамины, ферменты, аминокислоты, сахара, спирты, низкомолекулярные органические кислоты, фенольные соединения и др. Многие из них являются физиологически активными по отношению к тем или иным представителям биоценоза и способны влиять на их жизнедеятельность.
Одни вещества, в том числе и гумусовые кислоты, стимулируют развитие растений и полезной микрофлоры, другие – выступают как ингибиторы организмов. В частности, во многом именно с накоплением в почве фитотоксичных веществ (колинов) связано явление почвоутомления. Оно выражается в устойчивом снижении биопродуктивности растений, не устраняемом оптимизацией питательного режима и других почвенных свойств. В яркой форме почвоутомление проявляется в агроценозах при монокультуре (клевер, люцерна, лен) или длительном возделывании группы близких культур.
Реальная оценка активаторно-ингибиторной функции почвы имеет важное практическое значение для регулирования состояния агроценозов, культивирование смешанных посевов и посадок, состоящих из растений, оказывающих взаимное положительное влияние друг на друга и другие приемы.
Санитарно-защитная. Данная функция обусловлена способностью почв нивелировать резкие колебания входных потоков вещества и энергии. Благодаря почвенному покрову сглаживаются большие перепады влажности и температуры в наземном ярусе биогеоценозов. Способность почвы впитывать и аккумулировать влагу с одной стороны предотвращает застаивание ее на поверхности при снеготаянии и ливнях, с другой – ослабляет чрезмерную сухость приземных слоев воздуха во время засух.
Трансформация лучистой энергии Солнца в тепловую, с последующей ее аккумуляцией за счет теплопоглотительной способности, имеет огромное значение для биоценозов особенно при неблагоприятных погодных условиях, в частности в зимний период.
Почвенному покрову принадлежит важная роль в деструкции продуктов метаболизма живых организмов, растительных и животных остатков ежегодно поступающих в наземную часть биогеоценоза. При этом благодаря своим свойствам, почва способна лимитировать развитие в ней патогенной микрофлоры и самоочищаться от болезнетворных микроорганизмов.
Не менее значимую роль играет почва в инактивации и деструкции загрязняющих веществ антропогенного происхождения – тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов, полициклических ароматических углеводородов, синтетических органических веществ и др. Эти вещества или переводятся в неактивное состояние за счет сорбции их органической и минеральной частью почвы, или подвергаются разложению отдельными представителями почвенной биоты. В результате существенно ограничивается или даже полностью устраняется негативное влияние антропогенных токсинов на биоценоз в целом. В инактивацию токсинов заметный вклад вносит буферность почвы, которая вообще имеет весьма большое значение для поддержания сложившихся условий почвенной среды и препятствует их резкому изменению под влиянием внешних факторов.
Сорбционная и информационная функции
Сорбционная. Большую роль в реализации почвой целого ряда биогеоценотических функций играют ее сорбционные свойства. Они обусловлены присущей большинству почв огромной активной поверхностью, составляющей многие десятки квадратных метров на 1 г мелкозема. Это позволяет ей поглощать и удерживать самые разнообразные вещества и соединения – газы, воду, ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, а также клетки микроорганизмов. Сорбционные процессы обеспечивают аккумуляцию в почве влаги, элементов питания, гумуса – важнейших факторов жизнедеятельности организмов. Благодаря наличию различных механизмов сорбции поглощаемые почвой вещества с разной силой удерживаются твердой фазой почвы, формируя запасные пулы, отличающиеся степенью подвижности и доступности почвенной биоте.
Хемосорбция и ионообменная сорбция играют большую роль в буферности почв. Благодаря им поддерживается определенная реакция среды, предотвращается появление в почвенном растворе соды, токсичных количеств алюминия и марганца, избыточных концентраций питательных веществ при внесении удобрений. Информационная. В наиболее общем виде информационная функция почвы обусловлена отражением в ее признаках и свойствах условий внешней среды (факторов почвообразования), как современных, так и существовавших в прошлом. На это указывал еще , говоря о почве как о «зеркале» ландшафта.
Почва не может изменить свое местоположение и полностью зависит от внешней среды, которая испытывает определенные направленные изменения – так называемые вековые тренды (потепление или похолодание климата, тектоническое поднятие или опускание земной поверхности и т. д.). В соответствии с этими изменениями меняется и характер почвообразовательных процессов и, соответственно, свойства почв, вплоть до существенной трансформации их генетического профиля. Предыдущие периоды почвообразования сохраняются в «памяти» почв в виде остаточных реликтовых признаков и свойств. Такие реликтовые образования, сохранившиеся в профиле современных почв, в совокупности с изучением погребенных почв и палеоботаникой являются весьма ценными источниками информации для реконструкции эволюционных процессов, протекающих в биосфере.
Итак, совокупность функций почвенного покрова в биогеоценозе обеспечивает плодородие, необходимое для функционирования экосистемы. Однако, устойчивость к внешним воздействиям как природным, так и антропогенным почва сохраняет до определенного предела, после чего начинает утрачивать свои биогеоценотические функции. В естественных ландшафтах это может сопровождаться снижением биологической продуктивности и биоразнообразия экосистемы, вплоть до полной смены ее другим сообществом организмов. В агроценозах – невозможностью получения сельскохозяйственной продукции.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
